安徽省阜阳市临泉县第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）-A4

这是一份安徽省阜阳市临泉县第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）-A4，共15页。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 实验中常常需要对电表进行改装。现在把一个电流计G改装成电流、电压两用的电表，如图所示，和为电阻箱。下列判断正确的是（ ）
A. 接ab两端时是电流表，且的电阻值越大，电流表量程越大
B. 接ab两端时是电压表，且的电阻值越大，电压表量程越大
C. 接ac两端时是电压表，保持不变，则的电阻值越大，电压表量程越大
D. 接ac两端时是电压表，保持不变，则的电阻值越大，电压表量程越大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．接ab两端时是电流表，电流表量程
则的电阻值越大，电流表量程越小，选项AB错误；
CD．接ac两端时是电压表，电压表量程
则若保持不变，则的电阻值越大，电压表量程越小；保持不变，则的电阻值越大，电压表量程越大，选项C错误，D正确。
故选D
2. 如图所示，水平光滑平行金属导轨左端连有定值电阻R，导轨处在竖直向下匀强磁场中磁感应强度大小为，一根金属棒横跨在导轨上，金属棒到导轨左端的距离为d。某时刻起，磁感应强度开始变化，同时给金属棒一水平向右的初速度，金属棒开始向右匀速运动，导轨电阻不计。下列判断正确的是（ ）
A. 金属棒、导轨与电阻R组成的回路，磁通量一定不变
B. 磁场的磁感应强度随时间均匀减小
C. 磁场的磁感应强度与时间成反比
D. 金属棒受到的安培力不为0，且一直保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】AD．金属棒向右匀速运动，则金属棒不受安培力，回路中电流为0，磁通量一定不变，故A正确，D错误；
BC．由于磁通量不变，则有
解得
故BC错误；
故选A。
3. 在一定的条件下，电子可以在电场中做匀速圆周运动。关于电子在电场中的运动，下列判断正确的是（ ）
A. 电子可能在负点电荷形成的电场中做匀速圆周运动
B. 电子可能在正点电荷形成的电场中做匀速圆周运动
C. 电子不能在等量同种正电荷形成的电场中做匀速圆周运动
D. 电子可能在匀强电场中做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．电子在负电荷形成的电场中受到斥力的作用，斥力无法提供电子圆周运动的向心力，电子不可能在负点电荷形成的电场中做匀速圆周运动，A错误；
B．电子在正电荷形成的电场中受到引力，当其完全充当电子圆周运动的向心力时，电子可以在正电荷形成的电场中做匀速圆周运动，B正确；
C．两个等量的正点电荷形成的点场中，在它们连线中点的垂直面上，可以实现两个正电荷对电子引力的合力充当电子匀速圆周运动的向心力，故电子可能在等量同种正电荷形成的电场中做匀速圆周运动，C错误；
D．电子在匀强电场中受力恒定，而在匀速圆周运动中，向心力是变力（方向时刻改变），因此电子在匀强电场中，无法做匀速圆周运动，D错误。
故选B。
4. 如图所示，固定斜面倾角，在P点把一个质量为m的小球以初速度水平向右抛出。小球垂直撞击斜面，又恰好反向弹回到P点。已知小球与斜面的碰撞时间极短，不计空气阻力。在碰撞过程中，斜面弹力对小球的冲量大小为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v， 由题意v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为v0，可得
根据可逆性可知，碰撞后小球到速度为，碰撞时间极短，可不计重力的冲量， 由动量定理，斜面对小球的冲量为
故选B。
5. 如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻不随温度变化（电阻值）电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 电压表示数减小，电压表示数增大
B. 电流表示数增大，路端电压增大
C. 滑动变阻器消耗的功率一直增大
D. 电源输出功率一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头向上滑动的过程中，电路中的电阻减小，则电流表示数变大，根据可知，示数增大，根据可知，路端电压减小，则示数减小，故AB错误；
C．由于滑动变阻器的电阻与灯泡和电源内阻之和的大小关系未知，无法判断滑动变阻器功率变化，故C错误；
D．根据题意可知，当滑动变阻器滑动触头向上滑动的过程中，外电路电阻减小，阻值越接近电源内阻，输出功率越大，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，纸面内等边三角形的三个顶点分别固定点电荷a、b、c，带电荷量分别为、和。O为三角形的中心，M、N分别为ab、bc的中点，下列判断正确的是（ ）
A. M点场强小于N点场强
B. O点电场强度和N点电场强度方向相同
C. M点电势低于N点电势
D. 电荷c受到的电场力方向平行于ON
【答案】B
【解析】
【详解】A．N点场强即为a点电荷在N点的电场，设三角形边长为L，则N点电场为
M点场强为
故A错误；
B．O点电场强度是三个点电荷的矢量和，其中bc在O点的合场强由O指向N，再与a点产生的电场叠加可知，O点合场强由O指向N，N点电场强度方向即为a点电荷在N点的电场，方向由O指向N，则O点电场强度和N点电场强度方向相同，故B正确；
C．沿着电场线方向，电势逐渐降低，结合等量异种电荷电势分布可知，故C错误；
D．a、b在c点的电场方向水平向右，则电荷c受到的电场力方向水平向左，故D错误；
故选B。
7. 如图所示，水平面内间距为L的平行光滑金属导轨右端接有电容器。金属棒PQ横跨在导轨上，金属棒通过水平细线绕过轻质小滑轮与小物体M相连。开始时托住小物体，系统静止小物体上方的细线刚好拉直且竖直。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为。释放小物体，金属棒开始运动。已知金属棒和小物体的质量均为m，电容器不会被击穿，金属棒和导轨电阻都不计，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A. 金属棒的加速度先增大后减小，最终匀速直线运动
B. 金属棒做加速度减小的加速直线运动
C. 金属棒做加速度增大的加速直线运动
D. 金属棒做匀加速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】把金属棒和小物块作为一个整体来研究，设经过非常短的时间，金属棒和小物块的速度变化量为，对整体运用动量定理有：
其中：
整理可得：（定值）
金属棒做匀加速直线运动。
故选D。
8. 如图所示，等边三角形acd在光滑绝缘水平面内，O为三角形的中心。在三角形acd内（含边界）存在竖直向下的匀强磁场。在O点给带正电小球P一初速度，使其沿水平面射向各个方向，小球均不会离开磁场，此时小球的初速度最大为。现在O点，给该带正电小球P另一初速度，平行da射向ac边，小球刚好不离开磁场，此时小球的初速度为，则与之比为（ ）
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设三角形边长为a，则小球速度最大时，则圆心为O1，则运动半径为
现在O点，给该带正电小球P另一初速度，平行da射向ac边，小球刚好不离开磁场，圆心为O2，运动半径为
根据
解得
可得
故选C。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，光滑绝缘斜面倾角，固定在水平地面上，斜面高h。整个空间存在水平向左的匀强电场（图中未画出），电场强度大小为。现将带电荷量为、质量为m的小球从斜面顶端由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力。小球从释放到落地的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电场力对小球做功B. 小球电势能减少9mgh
C. 小球动能增加10mghD. 小球机械能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．电场力和重力的合力
方向与水平方向夹角为
可知，小球沿合力方向做直线运动（离开斜面），当小球落地时水平方向的位移为3h，则电场力对小球做功
可知小球电势能减少9mgh，选项A错误，B正确；
C．根据动能定理
即小球动能增加10mgh，选项C正确；
D．小球机械能增加量等于电场力做功，即机械能增加，选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示，小滑块P和小滑块Q质量之比为，在水平面上同时开始相向运动，发生碰撞。已知P和Q碰前速度大小之比，碰后运动方向相反，P和Q与水平面间的动摩擦因数之比为，下列判断正确的是（ ）
A. P和Q在整个运动过程中动量都守恒
B. P和Q在整个运动过程中机械能守恒
C. P和Q在碰后，运动位移大小之比为
D. P和Q在碰前，运动位移大小之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据可知，两物体的摩擦力大小相等，方向一直相反，系统合力为0，则P和Q在整个运动过程中动量都守恒，故A正确；
B．由于摩擦力作负功，则P和Q在整个运动过程中机械能减小，故B错误；
CD．P和Q在碰撞前后，总动量为
则碰后满足
解得
加速度之比为
根据速度—位移公式可知，碰后的位移之比为2:1，故C错误、D正确；
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 某同学设计了“探究电磁感应现象”的实验，甲是原线圈，乙是副线圈，如图所示。
（1）将图中所缺的导线连接完整。
（2）实验1：将原线圈迅速插入副线圈时，观察灵敏电流计指针偏转情况。
实验2：原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右滑动时，观察灵敏电流计指针偏转情况这两次实验，灵敏电流计指针的偏转方向________________（填“相同”或“相反”）。
（3）若连接好电路后，发现实验1中灵敏电流计指针发生偏转，但实验2中无论怎样移动滑片，灵敏电流计指针均不发生偏转，检测到各接线柱接触良好，则可能存在问题的是________（填“线圈”“滑动变阻器”或“灵敏电流计”）
【答案】（1） （2）相反
（3）滑动变阻器
【解析】
【小问1详解】
实物图连接如图
【小问2详解】
原线圈迅速插入副线圈时，磁通量变大；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右滑动时，电流减小，磁通量减小，则这两次实验，灵敏电流计指针的偏转方向相反。
【小问3详解】
实验1中灵敏电流计指针发生偏转，实验2中无论怎样移动滑片，灵敏电流计指针均不发生偏转，可见是滑动变阻器有问题。
12. 某物理兴趣小组的同学去实验室，测量一节干电池的电动势和内阻（内阻约），设计实验电路如图1所示，实验室还有如下器材：
A.电压表：量程为10V，内阻很大
B.电压表：量程为2V，内阻很大
C.电阻箱：总阻值为
D.滑动变阻器：
E.定值电阻：
F.开关、导线若干
（1）为了较准确的测量，电压表V应选用________（填“”或“”），变化电阻应选用________（填“”或“”）。
（2）连接好电路，闭合开关，改变电路的总电阻，记录变化电阻的电阻值R和对应的电压表示数U，画出随________的变化图线，如图2所示，直线与纵轴的交点坐标为b，斜率为k，则电源的电动势为________，内阻为________（后两空用b、k或中的字母表示）
【答案】（1） ①. ②.
（2） ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
[1]一节干电池的电动势约为1.5V，为了较准确的测量，电压表V应选用；
[2]电路中没有电流表，需电阻箱与电压表计算电流，故变化电阻应选用。
【小问2详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
应画出随的变化图线。
[2][3]结合图像的斜率及截距可知，
解得，
13. 如图所示为俯视图，在光滑绝缘水平面上边界OM与ON夹角为，MON区域之外存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为m、电荷量为的带电小球，从O点沿水平面以垂直于OM的初速度射出，依次经过ON上的P点和OM上的Q点（Q点未画出），已知OP距离为L。求：
（1）小球的初速度大小v；
（2）小球从O点开始运动到Q点的时间t。
【答案】（1）
（2）
【解析】
小问1详解】
在洛伦兹力作用下做圆周运动。小球第一次穿过边界ON时，速度方向与边界ON的夹角为，之后做匀速运动到Q，轨迹如图所示
由数学知识可知
带电小球受到的洛伦兹力提供向心力，有
解得
【小问2详解】
由数学知识可知，小球在磁场运动时圆弧所对应的圆心角
PQ和OP距离相等且为L 小球的运动周期
在磁场中运动的时间为
之后匀速运动时间
从开始运动到Q的运动时间
解得
14. 如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板P、Q，P带负电，两板间距离为L。某时刻，先从P板中点O将电子以初速度正对Q板射出，电子到达Q板时速度大小为；然后从O点将电子以平行P板向下的初速度射出，电子刚好能从Q板下端M飞出。已知电子质量为m，带电荷量绝对值为e，平行金属板电容器的电容为C，不计电子重力和空气阻力。求：
（1）平行金属板电容器所带电荷量Q；
（2）金属板的长度d；
（3）若把极板Q向右平移一段距离，把电子以平行P板向下的初速度射出，仍使电子从Q板下端M飞出，则Q平移距离为多少。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
对电子，应用动能定理有：
由电容概念可知
解得
【小问2详解】
对电子应用速度位移关系式有
解得
把电子以平行P板向下的初速度射出，沿金属板方向做匀速运动，有
垂直金属板方向，做初速度为0的匀加速运动，有
解得
【小问3详解】
平移Q板，两板间电场强度不变，电子加速度a不变。电子的初速度减小，运动时间变长，沿左右方向运动距离变大，沿金属板方向做匀速运动，有
垂直金属板方向，做初速度为0的匀加速运动，有
向右平移距离
解得
15. 如图所示，两电阻不计的平行光滑导轨足够长，固定在同一个水平面内，轨道间距离为L，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，虚线左、右两侧磁感应强度大小分别为和。垂直导轨放置的两平行金属棒ab和cd，分别在虚线右侧和左侧，且cd离虚线足够远。金属棒ab和cd质量分别为2m和m，接入电路的电阻值分别为2r和r。现固定cd棒，给ab棒一个水平向右、大小为F的恒定拉力，经过一段时间ab棒达到最大速度，此过程通过ab棒横截面的电荷量为q，求：
（1）金属棒ab的最大速度v；
（2）此过程中金属棒ab产生的焦耳热；
（3）若cd棒不再固定，给ab棒水平向右的初速度，请定性分析两棒的运动特点；最终ab棒与cd棒的速度之比为多少（两问均只写出结果即可）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
金属棒ab在水平恒力作用下，做加速度减小的加速运动，最终做匀速运动，速度达到最大，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势
根据闭合电路欧姆定律可知，回路电流
ab棒受到的安培力
对ab棒，匀速运动有：
解得
【小问2详解】
棒ab从开始到最大速度的位移为x，根据法拉第电磁感应定律可知，棒ab平均电动势
应用电流定义式可知此过程中平均电流
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
对棒ab，应用动能定理有
根据功能关系可知，回路焦耳热
根据串联电路特点有：
解得
【小问3详解】
金属棒ab以初速度开始运动，两棒与导轨组成回路的磁通量增加。在安培力作用下，棒ab做减速运动、棒cd做加速运动。根据楞次定律可知，最终回路磁通量不变，两棒均做匀速运动。两棒开始都有加速度，最终加速度均为0，由此推断出，两棒的加速度都减小，则棒ab做加速度减小的减速运动、cd做加速度减小的加速运动，最终都匀速运动，最终回路磁通量不变，则在相同时间t内棒ab使回路增加的磁通量和棒cd使回路减少的磁通量相同，则